Institut Fresnel

Projet ALPINE : Imagerie photoacoustique tout-optique pour la neurobiologie

Début du projet : 01.01.2024
Fin du projet : 31.12.2027

Les recherches de Thomas Chaigne, Chargé de recherche CNRS, mêlent optique et acoustique sous des formes variées.

Projet Imagerie photoacoustique tout-optique pour la neurobiologie :

La mesure de l’activité des neurones est d’une importance capitale pour comprendre les principes sous-jacents du cerveau. Actuellement, les techniques d’imagerie disponibles ne parviennent pas à capturer cette activité dans l’ensemble du cerveau avec des résolutions spatiales ou temporelles suffisantes, tout en laissant le tissu cérébral intact.
L’imagerie photoacoustique repose sur l’émission d’ondes ultrasonores lors de l’absorption d’une impulsion lumineuse, et permet obtenir des images d’objets optiquement contrastés enfouis dans les tissus biologiques. La résolution cellulaire demeure hors de portée des détecteurs conventionnels.
Dans le cadre du projet ALPINE, de nouveaux capteurs optiques d’ultrasons seront développés pour atteindre une vitesse d’acquisition élevée et une sensibilité élevée à des fréquences acoustiques élevées, pour résoudre temporellement et spatialement l’activité de neurones uniques. Cela permettra d’obtenir des images non invasives de l’activité neuronale à une profondeur de plusieurs millimètres in vivo dans le cerveau de la souris.

Biographie : Après un doctorat à l’Institut Langevin à Paris, où il a développé des techniques de façonnage de front d’onde optique et d’imagerie photoacoustique sous illumination cohérente, dans le but d’augmenter la profondeur d’imagerie dans les tissus biologiques ainsi que la résolution, Thomas Chaigne a rejoint l’hôpital universitaire de la Charité (Berlin, Allemagne) pour un postdoc où il a étudié les capacités d’audition directionnelle chez le poisson, en couplant des techniques de microscopie optique et de stimulation acoustique. En 2019, il a rejoint l’Institut Fresnel en tant que chargé de recherche CNRS dans l’équipe MOSAIC pour développer des activités autour de l’imagerie photoacoustique tout-optique. Il a également initié plusieurs collaborations pour appliquer ces techniques en neurobiologie avec l’Institut des Neurosciences de la Timone et l’Institut de Neurobiologie de la Méditerranée.